第十四章：流变学基础-2008

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二篇：药物制剂的基本理论,第十四章：流变学基础,主讲人 纪宏宇,本章主要内容：,一、流变学的基本概念,二、流变性质（流体类型、流变曲线及其特点）,三、蠕变性质的测定方法,四、流变学在药剂学中的应用,第十四章,:,流变学,（,rheology,）,基础,第一节 概述,物体在外力作用下所表现出的,变形,与,流动,称为流变性,流变性,（一）研究内容,第十四章,:,流变学基础,1.,变形：弹性变形：可逆变形,塑性变形：非可逆变形,2.,流动：液体和气体的性质之一,5,液体受应力作用变形，即,流动,，是不可逆过程。,粘性,(viscosity),是液体内部所在的阻碍液体流动的摩擦力，称,内摩擦,。,D,为,剪切速度,(rate of shear),各液层的速度不同而产生的速度梯度,D=,dv/dy,剪切应力,（,S,）：使液层产生相对运动需施加外力，在单位面积上所需施加的这种力称剪切应力。,（,二）剪切速度与剪切应力,第十四章,:,流变学基础,1,牛 顿 流 动,2,非 牛 顿 流 动,1),塑 性 流 动,2),假 塑 性 流 动,3),胀 性 流 动,3,触 变 流 动,第二节 流变性质,分类,A-,牛顿流体；,B-,塑性流体；,C-,假塑性流体；,D-,胀性流体；,E-,触变性流体,.,第十四章,:,流变学基础,一、牛顿流动,牛顿黏度定律：在层流条件下的剪切应力与剪切速度成正比,流动方程：,D=S/,特点：,1.,它的切变速度与剪切应力之间是通过原点的直线关系；,2.,斜率为,1/,，所以温度一定时，其黏度,是一个常数，,与,D,无关，即黏度只是温度的函数,(,反比,),。,第十四章,:,流变学基础,大多数液体不是牛顿流动。切变速度与切变应力之间不是通过原点的直线关系，温度一定时黏度不是常数。非牛顿液体按流动曲线性质不同，分为三种。,黏度曲线,(viscosity curve),或流动曲线,(flow curve):,把切变速度,D,随剪切应力,S,而变化的规律绘制成的曲线。,流动方程式,(,rheological,equation):,表示流动曲线形状的数学关系式。,二、非牛顿流动,1.,塑性流动（,plastic flow,）,1),曲线不经过原点；,2),在横轴剪切应力,S,轴上有一交点,(S,1,),；,3),存在,屈服值,（,S,0,，,引起塑性液体流动的最低剪切应力）,当剪切应力小于屈服值时液体在剪切应力作用下不流动,而表现为弹性变形,;,当剪切应力大于屈服值时液体开始流动，而发生塑性变形，此时,D,与,S,呈直线关系，,为定值；,4),其流动公式为,D=(S,S,0,)/,二、非牛顿流动,12,塑性流体的结构变化示意图,2.,假塑性流动,（,pseudoplastic,flow,）,1),随剪切应力的增大，,下降；,2),曲线通过原点为准塑性流动；,3),其流动公式为,D=,S,n,/,a,n,是指数，,n1,它越大非牛顿性越大,a,：表观黏度,4),原因：随,S,增大，分子长轴按流动方向有序排列,二、非牛顿流动,假塑性流体的结构变化示意图,3.,胀性流动：,1),曲线通过原点；,2),随,S,增大，,增大。有切变稠化现象，所以剪切应力大流动性差；,3),其流动公式为,D=,S,n,/,a,其中,n,1;,4),原因,二、非牛顿流动,胀性流体的结构变化示意图,触变流动：,1),随着剪切应力变大，黏度下降，剪切应力消除后黏度在等温条件下缓慢地恢复到原来状态，此现象称为,触变性,；,2),曲线为环状滞后曲线（施加应力使流体产生流动，流体的黏度下降，流动性增加，而停止流动时，并不因应力的减少而立即恢复原状，而是存在一定的时间差）,3),原因：,三、触变流动,黏弹性,(,viscoelasticity,),：高分子物质或分散体系，具有黏性,(viscosity),和弹性,(elasticity),双重特性,，这种性质称为黏弹性,.,应力缓和,(stress relaxation),：物质被施加一定的压力而变形，并使其保持一定变形时，应力随时间而减少，此现象称为应力缓和。,蠕变性,(creep),：对物质附加一定的重量时，表现为一定的伸展性或形变，而且随时间发生变化，此现象称为蠕变性。,三、粘弹性与蠕变性,第十四章,:,流变学基础,第三节 蠕变性质的测定方法,落球黏度计,旋转黏度计,圆锥平板黏度计,21,蠕变性质的测定方法,22,流变学在药剂学中广泛应用，特别是在混悬剂、乳剂、胶体溶液、软膏剂和栓剂中。,一、在混悬剂中的应用：,例如：具有,触变性,的助悬剂对混悬剂的稳定性十分有利,使用,混合,助悬剂制得理想混悬剂。,二、在乳剂中的应用：,三、在半固体制剂中的应用：,第四节,流变学在药剂学中的应用,第十四章,:,流变学基础,多项选择：,1,以下对流体叙述正确的是（）,A.,触变性流体的流变状态无滞后现象,B.,牛顿流体的黏度是定值,C.,假塑性流体无滞留值,D.,塑性流体当切应力大于致流值时黏度增加,E.,胀性流体的流变曲线不过原点,本章掌握的主要内容,2,切变稠化现象的概念,1,切变稀化现象的概念,3,流体的几种流动类型,思考题,:,1,叙述流体的流动类型,并画图表示,.,